JP6139794B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
この電力源の電圧は、多相回転電機の起動時あるいは停止時に過渡的に変動する。この過渡的な電圧の変動は、微小な電気信号で動作している電子制御装置に誤動作を引き起こすことがある。
このため、直流電源の陽極端と電源装置との間に電源スイッチを設け、電源起動の過渡期において、直流電源の電圧低下を検出した場合は、この電源スイッチをオフさせることで、電源装置の動作を止め、後段の負荷である電子制御装置の誤動作を防止することが行われている(特許文献1)。
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、動作停止時の暗電流を低減すると共に、電源起動または停止時の誤動作を防止し、故障検出部に入力される電圧誤差が低い内部電源スイッチを備えた電力変換装置を提供することを目的としている。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照した以下の詳細な説明から、さらに明らかになる。
図1は、本発明の実施の形態1における電力変換装置の構成を示している。図1に示すように、電力変換装置1は、2つのパワー半導体スイッチング素子2を直列接続して上下アームを構成した相ブリッジ回路を、所定の個数(図1では3個)、並列接続すると共に、それらの相ブリッジ回路の両端(1対の端)が充放電可能な直流電源3に接続され、それらの相ブリッジ回路を構成するパワー半導体スイッチング素子2の直列接続の接続点が、それぞれ多相回転電機4の各相の電機子巻線の交流端子に接続され、多相回転電機4と直流電源3との間で、交流−直流電力変換あるいは、直流−交流電力変換を行う。
電力変換装置1の電源起動時、まず時間T1において、外部電源スイッチ12がオンされ、その情報を内部電源回路7において検出すると、内部電源回路7が電圧出力を開始し、時間T2において内部電源回路7の出力電圧が電圧V1に達する。ここで、電圧V1とは、制御部6の電源起動過渡期を超え、誤動作しない状態となる電圧値であり、例えば、内部電源回路7の所定出力電圧の60%から70%程度とする方法が挙げられる。あるいは、内部電源回路7の所定出力電圧値として、例えば、制御部6が誤動作しない電圧の1. 4倍から1. 7倍程度に設定することが望ましい。
図3は、本発明の実施の形態1において、故障検出部9を設け、更に、内部電源スイッチ10の具体的な構成としてnチャネルMOSFETを使用した事例を示している。
図4は、本発明の実施の形態3における電力変換装置の構成を示している。図3に示した実施の形態2と比較すると、図4では、内部電源スイッチ10が2つに分かれ、故障検出部9は第1の内部電源スイッチ101を介して直流電源3の陽極端へ接続され、昇圧電源回路8は第2の内部電源スイッチ102とバイアス電源スイッチ11とを介して直流電源3の陽極端へ接続されている点が異なる。他の構成および動作は図1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
図5は、本発明の実施の形態4における電力変換装置の構成を示している。図4に示した実施の形態3と比較すると、図5では、バイアス電源スイッチ11がなくなり、第2の内部電源スイッチ15にpチャネルMOSFETが使用されている点が異なる。他の構成および動作は図1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
これまでの実施の形態では、内部電源回路7の出カ電圧と、昇圧電源回路起動信号7bによって、電源起動および停止時の動作順序を各部の電圧および時間で規定したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、制御部6を構成するマイコン、あるいはASICによって電源起動および停止の動作を規定してもよい。以下、本発明の実施の形態5において、その構成および、動作を詳述する。
が異なる。他の構成および動作は図1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
Claims (7)
- 直流電源と多相回転電機との間で直流電力を交流電力に変換する電力変換部、前記電力変換部の動作を制御する制御部、前記電力変換部に接続され前記電力変換部に動作電源を供給する昇圧電源回路、前記直流電源の陽極端に外部電源スイッチを介して接続され前記外部電源スイッチの状態に基づいて所定の電圧を出力すると共に前記昇圧電源回路に昇圧電源回路起動信号を出力する内部電源回路、前記直流電源と前記昇圧電源回路との間に接続され前記昇圧電源回路の出力電圧に基づいて前記直流電源から前記昇圧電源回路への電流経路を導通または遮断する内部電源スイッチ、および前記内部電源スイッチに並列接続され前記内部電源回路の出力電圧に基づいて前記直流電源から前記昇圧電源回路への電流経路を導通または遮断するバイアス電源スイッチを備え、前記外部電源スイッチによる起動時において、前記内部電源回路の出力電圧が所定値以上の場合は、前記バイアス電源スイッチが電流経路を導通させ、前記昇圧電源回路が前記昇圧電源回路起動信号に基づいて所定の電圧を昇圧出力すると共に前記内部電源スイッチが電流経路を導通させ、前記外部電源スイッチによる停止時において、前記内部電源回路の出力電圧が所定値以下の場合は、前記昇圧電源回路起動信号の停止をもって前記昇圧電源回路の昇圧動作を停止させると共に前記内部電源スイッチが電流経路を遮断し、前記内部電源回路の出力電圧が所定値未満になった場合に前記バイアス電源スイッチが電流経路を遮断することを特徴とする電力変換装置。
- 前記内部電源スイッチはnチャネルMOSFETによって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記直流電源との接続端子と前記多相回転電機の接続端子との間に接続され、前記直流電源の陽極電圧あるいは陰極電圧と前記多相回転電機の相電圧とを比較し前記電力変換部の故障を検出する故障検出部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記内部電源スイッチが、前記直流電源の陽極端と前記故障検出部との間に接続され、前記昇圧電源回路の出力電圧に基づいて前記直流電源の陽極端から前記故障検出部への電流経路を導通または遮断する第1の内部電源スイッチ、および前記直流電源の陽極端と前記昇圧電源回路との間に接続され、前記昇圧電源回路の出力電圧に基づいて前記直流電源の陽極端から前記昇圧電源回路への電流経路を導通または遮断する第2の内部電源スイッチにて構成され、前記バイアス電源スイッチが前記第2の内部電源スイッチに並列接続され、前記内部電源回路の出力電圧をもとに前記直流電源の陽極端から前記昇圧電源回路への電流経路を導通または遮断することを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
- 前記第1の内部電源スイッチおよび前記第2の内部電源スイッチはnチャネルMOSFETによって構成されていることを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記第1の内部電源スイッチはnチャネルMOSFETによって構成され、前記第2の内部電源スイッチはpチャネルMOSFETによって構成され、前記起動時において、前記内部電源回路の出力電圧が所定値以上の場合は、前記第2の内部電源スイッチが電流経路を導通させ、前記昇圧電源回路が前記昇圧電源回路起動信号に基づいて所定の電圧を昇圧出力すると共に前記第1の内部電源スイッチが電流経路を導通させ、前記停止時において、前記昇圧電源回路起動信号の停止をもって前記昇圧電源回路の昇圧動作を停止させると共に前記第1の内部電源スイッチが電流経路を遮断し、前記内部電源回路の出力電圧が所定の電圧値未満になった場合に前記第2の内部電源スイッチが電流経路を遮断することを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記制御部が前記電力変換部の電力変換動作を制御すると共に前記内部電源回路の前記昇圧電源回路起動信号の出力を行うと共に、前記バイアス電源スイッチに対して電源スイッチ駆動信号を出力し、起動時において、前記電源スイッチ駆動信号の出力をもって前記バイアス電源スイッチが電流経路を導通させ、前記昇圧電源回路は前記昇圧電源回路起動信号をもとに所定の電圧を昇圧出力すると共に前記内部電源スイッチは電流経路を導通させ、停止時においては、前記昇圧電源回路起動信号の停止をもって前記昇圧電源回路の昇圧動作を停止させると共に前記内部電源スイッチは電流経路を遮断し、前記電源スイッチ駆動信号の停止をもって前記バイアス電源スイッチは電流経路を遮断することを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
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